De Watt-stoommachine, uitgevonden door James Watt tijdens de Industriële Revolutie, geldt als een baanbrekende technologische vooruitgang die de wereld vooruit heeft gestuwd door verbeterde vormen van transport. En hoewel Watt iets echt innovatiefs deed, bouwde hij ook voort op het werk van eerdere uitvinders, waaronder Thomas Savery en Thomas Newcomen.

Leer meer over de geschiedenis van stoomkracht en de impact van de Watt-stoommachine.

1. Vroege Steam-geschiedenis
2. De geboorte van stoommachines
3. Watts stoommachine
4. De impact van de Watt-stoommachine

Vroege Steam-geschiedenis

Deze vroege experimenten en innovaties markeerden belangrijke mijlen in de reis naar het benutten van de kracht van stoom. Zij vormden de basis voor toekomstige uitvinders en ingenieurs om op deze concepten voort te bouwen, deze te verfijnen en uit te breiden.

Held

De oorsprong van stoomtechnologie gaat terug tot rond 75 na Christus, toen wiskundige Hero uitgebreid schreef over luchtmechanica en eigenschappen en plannen presenteerde voor een eenvoudige stoommachine.

Zijn ontwerp bestond uit een holle bol met gebogen buizen die aan de zijkanten uitstaken. Door de bol met water te vullen en deze boven een vuur te plaatsen, zou de hitte het water verdampen en de resulterende stoom zou door de buizen ontsnappen, waardoor de bol zou gaan draaien. Deze uitvinding legde de basis voor verdere vooruitgang in de stoomtechnologie.

Giovanni Battista della Porta

In de 17e eeuw realiseerde de Italiaanse geleerde Giovanni Battista della Porta zich dat stoom een ​​rol speelde bij het creëren van een vacuüm. Hij theoretiseerde dat wanneer water in een gesloten container in stoom wordt omgezet, dit zou resulteren in een verhoogde druk, terwijl de condensatie van stoom terug in water een lagere druk zou opleveren.

Denis Papin

In 1679 maakte de Franse wetenschapper Denis Papin della Porta’s theorie werkelijkheid met een project dat hij de ‘vergister of motor voor het verzachten van botten’ noemde. Hij gebruikte een apparaat dat op een snelkookpan leek; het werd de eerste praktische toepassing van stoomdruk.

Papin verfijnde het concept verder door een glijdende zuiger op een gesloten cilinder gevuld met water te plaatsen. Naarmate het water warmer werd, zette de stoom uit en duwde de zuiger omhoog. Toen de stoom afkoelde en condenseerde, ontstond er een vacuüm, waardoor de zuiger weer naar beneden trok.

De geboorte van stoommachines

In 1698 verkreeg militair ingenieur Thomas Savery een patent voor zijn innovatieve stoompomp, de ‘Miner’s Friend’. De stoompomp van Savery bestond uit een kookkamer die stoom naar een aparte container leidde. In de container bevond zich een pijp met een terugslagklep die uitstak in het water dat moest worden afgezogen. Door koud water op de met stoom gevulde container te gieten, condenseerde de stoom weer tot een vloeistof, waardoor een vacuüm ontstond dat water van onderaf door de buis trok.

Voor de Newcomen-motor liet Thomas Newcomen, een Engelse uitvinder, zich inspireren door Savery's scheiding van de ketel en de stoomcilinder, evenals door de door stoom aangedreven zuiger van Denis Papin. Daarbij speelde hij een cruciale rol in het bevorderen van stoomkracht. In het begin van de 18e eeuw introduceerde hij de atmosferische motor. De Newcomen-stoommachine kon water uit mijnen pompen. Het werkte door stoom te gebruiken om een ​​gedeeltelijk vacuüm in een cilinder te creëren. De atmosferische druk duwt dan een zuiger naar beneden, waardoor de motor kan functioneren.

Watt's stoommachine

James Watt, een instrumentmaker die aan de Universiteit van Glasgow werkte, verbeterde het ontwerp en de efficiëntie van stoommachines verder. Aan het einde van de 18e eeuw experimenteerde en ontwikkelde Watt de Watt-atmosferische motor, die een aparte condensor bevatte en de mogelijkheid had om de expansieve kracht van stoom te benutten. Door het condensatieproces te isoleren van de cilinder, minimaliseerde hij het warmteverlies en maximaliseerde hij het vermogen.

Hij introduceerde ook de dubbelwerkende motor, waardoor kracht kon worden gegenereerd in zowel de opwaartse als de neerwaartse slag van de zuiger. Watt patenteerde zijn stoommachine in 1769. De efficiëntie van de machine maakte hem geschikt voor transport, wat hielp om verre gebieden met elkaar te verbinden en het verkeer van goederen te vergemakkelijken.

In 1774 ging Watt een partnerschap aan met Matthew Boulton, een ondernemer en fabrikant die een belangrijke rol bleek te spelen in het commerciële succes van de stoommachine. Boulton herkende het potentieel van Watts uitvinding en zag een kans om deze in massa te produceren en op de markt te brengen.

De impact van de Watt-stoommachine

De stoommachine van James Watt speelde een cruciale rol in het transformeren van industrieën, transport en de samenleving tijdens de industriële revolutie. De Watt-motor dreef fabrieken en molens aan en vormde zo een betrouwbare en efficiënte energiebron.

Zijn uitvinding leidde ook tot de vroege stoomlocomotief en stoomschepen ter vervanging van door dieren getrokken voertuigen en door zeilen aangedreven schepen. Dit vergemakkelijkte op zijn beurt de groei van spoorwegen en stoomschepen. En deze efficiëntere stoommachine zorgde voor een revolutie in de mijnbouwactiviteiten door pompen aan te drijven die water uit mijnen konden verwijderen.

De Watt-stoommachine zorgde ook voor vooruitgang op het gebied van wetenschap, techniek en technologische innovatie, en legde daarmee de basis voor verdere vooruitgang.

Dit artikel is gemaakt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.